示教再現型工業機器人主要由機械手臂、控製裝置、機座、能源裝置(相當於人的消化吸收係統)和驅動裝置等幾部分構成。這種工業機器人按結構可以分為直角座標式、球座標式、圓柱座標式和關節式機器人,一般做成類似人臂的結構,以滿足三維空間位置及姿態的要求。
第二代機器人
和示教再現型工業機器人不同,感覺機器人不需要通過示教的過程獲取知識,而是由電腦對感覺器官所獲取的信號進行加工,並作出判斷,然後自發產生控製作用,操縱著機器人的手、腳做出相應的運動。感覺機器人被稱為第二代機器人。20世紀70年代,第二代機器人開始有了較大的發展並被廣泛地應用於生產、生活實踐中。感覺機器人的顯著特征是對外界環境的變化具有感覺的能力,它能在適應外界條件變化的情況下完成各項工作任務,具有一定的視覺、聽覺和觸覺功能,其控製方式顯然要比示教再現型工業機器人複雜得多。感覺機器人自1980年以後進入了實用階段,並開始普及,這類機器人的典型代表是檢修機器人、自主型雙臂機器人、語言啟動機械手、核工業機器人等。
第三代機器人
第三代機器人是高級智能機器人。它不但具有第二代機器人的感覺功能和簡單的自適應能力,而且能充分識別工作對象和工作環境,並能根據人給的指令和它自身的判斷結果,自動確定與之相適應的動作。這類機器人目前尚處於實驗室研究、探索階段,有大量複雜的技術難題尚待解決。專家們認為,對智能機器人的研究主要應體現在它所必須具備的下列三方麵能力上:
(1)對環境的感覺能力。
智能機器人應具有類似人的各種感覺的傳感係統,如聽覺、視覺、觸覺、嗅覺等。通過各種類型的傳感器,能對周圍的事物和環境有三維立體的識別能力。
(2)對環境的作用能力。
智能機器人應通過它自身的操作係統,令機器人的手、腳等肢體動作,完成人給它的動作指令。當然,第三代機器人的操作機構應更靈活、更精巧。
(3)對環境、作業的思考能力。
智能機器人的大腦應更聰明,更具智能性,可進行複雜的邏輯思維、判斷與決策,能在作業環境中獨立行動。例如研究人——機(器人)對話,人向機器人發出自然語言的指令,機器人經傳感器能通過計算機進行識別,並與人進行對話,從而決定操作係統如何動作等。
智能機器人是人類幾千年來所幻想的“萬能”的人造人,它所具有的這些能力建立在仿生學、控製論、計算機科學相互滲透和發展的基礎上,與第五代計算機的研究有著更為直接的關係。隨著科學技術的不斷進步,通過人類的不懈努力,在21世紀定能出現新一代智能機器人。
人麵機器人
1996年,日本東京科技大學教授原文雄展示了自己研製的人麵機器人,這種機器人能夠表達喜、怒、哀、驚、恨、憂等6種人類情感。原文雄從1993年開始研究人麵機器人,他認為像這樣的機器人也許能夠取代計算機的鍵盤並使計算機變得速度更快。人麵機器人的皮膚是由矽製成的,它的24塊肌肉是由鋁製成的液壓活塞。人麵機器人是一張女人的麵孔,它通過裝在眼球後麵的微型攝像機觀看東西,並作出相應的表情反應。
機器人畫家
日本有兩位頗有名氣的機器人畫家,它們因為能表演嫻熟的繪畫技巧而深受人們的喜愛。上門求畫的人很多,它們常常忙得不亦樂乎。每逢此時,機器人會說:機器人便向客人端詳片刻說:“已經決定了,現在我給你作畫。”數分鍾後,一幅栩栩如生的人物素描即告完成。隨後,機器人簽上了自己的大名,將作品交給客人。如果得到客人的讚賞,它會很高興地說:“謝謝,再見。”
機器人——“羅伯特警長”
美國斯坦福研究所製造出了一種機器人警察,取名叫“羅伯特警長”。“羅伯特警長”十分能幹,它每小時可以行走30公裏,它身上的紅外係統可以發現在黑暗中的罪犯,它腿上的地音探測器和震動傳感器可以發現在禁區內走動的人,它還可以用麻醉氣體攻擊入侵者,用聲音使入侵者喪失戰鬥力。在一次執行任務中,“羅伯特警長”大大地出了一次風頭。兩名搶劫犯劫持了人質逃進了一所公寓,並持槍與警察相持了很久,警察有多人受傷。這時候,“羅伯特警長”出馬了,它步履蹣跚地走進了樓房。幾分鍾後槍聲停止,“羅伯特警長”發出喜訊:
“罪犯全部解決。”